fredag 24 september 2010

Vad driver rymdfarten framåt?

Ursäkta vitsen i rubriken, men jag tänkte det kunde vara instruktivt att titta på nedanstående diagram. Det första visar kostnaderna för att sända upp något i omloppsbana uttryckt i MY/Mg, d.v.s. "man-years per mega-grammes", d.v.s. hur mycket ansträngning i personarbetsår det kostar att få upp 1000 kg i omloppsbana. Denna sort är okänslig för valutafluktuationer och visar att rymdtransporter i princip inte blivit billigare på 40 år!




Så rymdtransporter är en mogen bransch med låg innovationsgrad (visst marginella förbättringar finns, men inget stort prestandagenombrott har skett eller kan väntas inom överskådlig tid). Men låt oss betrakta diagrammet nedan. Den mest intressanta kurvan är den som lutar nedåt åt höger. Den visar massan för ett digitalt minne med en miljon ord (8-bitars antagligen). Här kan vi tala om förändring. Prestanda, massa, pris, storlek...allt har förbättrats när det gäller mikroelektronik. Detsamma gäller elektroniska sensorer, solceller,....

Det är alltså satelliternas ombordsystem som gjort att rymdfarten och användningen av rymden avancerat de senaste 40 åren - inte lägre rymdtransportkostnader.

Elektronikutvecklingen har gett extremt mycket mer nytta per kg satellit, medan uppskjutningskostnaden per kg i stort sett inte ändrats.

Så vad är värt att satsa på? Raketer eller elektronik? Beror på, förstås, men diagrammen är värda att begrunda.



Sven Grahn

torsdag 17 juni 2010

Grundbultar i svensk rymdverksamhet som det gäller att värna

Enligt min ringa åsikt gäller det att säkerställa:
  • Att Rymdstyrelsens roll som forskningsråd för rymdforskning bevaras.
  • Att svenska rymdforskare använder Esrange (väldigt magert nuförtiden).
  • Att det finns en förmåga i Sverige att genomföra hela rymdprojekt som sondraketer och små satelliter.
  • Att institutet för rymdfysik blomstrar.
  • Att den svenska rymdindustrin ständigt hittar på något nytt för de statliga pengar som den får.

Jag är mycket orolig på alla dessa punkter.

Den offentligt finansierade rymdverksamheten får inte bara bli ett passivt inskickande av pengar till en europeisk byråkrati. Vi är inte för små för att ha en egen åsikt eller ett eget rymdprogram som gynnar svenska intressen. Jag kommer att återkomma till varför vi behöver ha en egen åsikt även om vi är med i ESA (den europeiska rymdorganisationen).

Om inte de fem grundbultarna ovan hålls fria från rost så går det illa.

Sven Grahn

onsdag 2 juni 2010

Dags att omvandla svensk rymdverksamhet Tankar baserade på ett anförande vid ett IVA-seminarium den 12 maj 2010

Varför har olika länder offentligt finansierade “rymdprogram” i vilka man genomför rymdprojekt och utvecklar rymdteknik? Det finns ju t.ex. inte några ”flygprogram” av en jämförbar storlek. Orsa-ken kan troligen sökas i att endast en begränsad del av verksamheten i rymden är kommersiell i den meningen att slutanvändare bland allmänheten betalar för tjänsterna. Resten av verksamheten kan man kanske kalla för ”offentlig infrastruktur” – en del av samhällsbygget som finansieras via skattsedeln.
Den rymdbaserade infrastrukturen innefattar områden som telekommunikationer, navigation, observation av jorden och forskning (ja, den är en användardriven infrastruktur).

Varför började Sverige satsa på ”rymden” för 40 år sedan? Uppenbarligen ansågs rymdteknik som ny, modern och med förmåga att ge Sverige en ”teknikknuff” (eng. ”Technology Push”) in i framtiden. De företag som deltog på den tiden såg rymdverksamheten som en chans att får en ”injektion” av ny teknik i deras existerande verksamhet som därmed kunde utvecklas ytterligare. Volvo Aero har fort-farande denna inställning (även om de är ganska ensamma om att hålla fast vid sina ursprungliga motiv för att hålla på med rymdverksamhet). Företagen såg naturligtvis också chansen till nya mark-nader. Potentiella användare av rymdsystemens tjänster såg också sin chans – först ut ur startblock-en var förstås forskare inom bl.a. geofysik. För politikerna var deltagandet i europeiska rymdprojekt också ett sätt för Sverige att vara ”en god europé” utan att gå med i EU – något som svensk neutrali-tetspolitik hundrade på den tiden.

Det senaste två decenniernas raison d’ être för svensk rymdverksamhet har varit att bygga upp en kommersiell rymdsektor I Sverige genom att använda teknikutveckling inom den europeiska rymdor-ganisationen ESA som ”hävstång”. Framgången i denna strävan har mätts med hjälp av kvoten mellan de rent kommersiella beställningarna till en rymdindustri och värdet av ESA-beställningar som jus det företaget erhållit. Det är väl ingen hemlighet att det endast under speciella omständigheter lyckats att nå en större sådan kvot än 100-200%, d.v.s. inte så otroligt imponerande. En så liten ”hävstångs-effekt” av de offentliga medlen ger inte intrycket av en god investering av offentliga medel utan sna-rare av subventioner till en specifik bransch. Som vi skall se finns det bättre motiv för den statliga rymdsatsningen än ”hävstången”.
”Teknikinjektion” har tonats ned som motiv, särskilt som t.ex. Saabs rymdverksamhet sattes på eget bolag, vilket ju alltid leder till att interntransaktioner krävs för att åstadkomma tekniköverföring.

Men medlemskapet I ESA innebär att vi deltar i ett finansiera en gemensam infrastruktur för Europa. Om vi är med och betalar för denna infrastruktur borde vi också få industribeställningar i utbyte. (Med EU:s inträde på arenan skickar Sverige inga ”särskilda” pengar för EU:s rymdprojekt. Vi betalar ”pro rata” – egentligen mer än vi gör i ESA om man jämför med vår andel av Europas BNI).

Det är emellertid ett faktum att ESA stora medlemsländer etablerar den tekniska dagordningen och att de kontrollerar större delen av branschens industristruktur.

Problemet med ”spin-off”: Med ”teknikknuff” brukar man mena tekniska framsteg på bred front som skapas ur stor aktivitet inom en viss näring (som t.ex. rymdverksamheten). En ”spin-off” brukar beteckna en specifik, ganska smalt definierad, produkt eller teknik som kan användas utanför rymd-sektorn. ”Teknikinjektion” liknar ”spin-off” men riktar sig mot en specifik produktlinje hos ett speci-fikt företag. ”Spin-offer” (kan man skriva så?) kan inte utgöra en raison d´être för offentligt finansie-rad rymdverksamhet. Det kan alltid hävdas att den finns någon annan stor offentlig ansträngning som ger fler och bättre ”spin-offer”. De är blott en trevlig sidoeffekt! ”Teknikknuff” och ”teknikinjektion” är goda skäl för en offentligt finansierad rymdverksamhet – anser jag.

Vilket är rymdteknikens stora problem som behöver lösas? – jo KOSTNADEN! Rymdtransportkostnaderna har i princip legat på samma nivå i fyrtio år och ingen radikal (x 10) ändring skymtar ännu vid horisonten. Utvecklingen inom mikroelektroniken och solceller har gjort rymdsystemen ständigt mer effektiva, trots de höga transportkostnaderna. Detta är ”spin-on” och kommer att fortsätta. I tele-kom- och IT-sektorerna finns mycket mer pengar än i rymdbranschen och dessa branscher kommer att vara den huvudsakliga källan till rymdverksamhetens ”spin-on”. Att sänka utvecklingskostnaderna för rymdsystem genom strömlinjeformade ledningsmetoder (”Lean Management”) är ett botemedel som vi grundligt utforskat I Sverige och lyckats bra med – men den metoden räcker inte hur långt som helst.
Det behövs något mer för att radikalt reducera kostnaden för rymdsystem – teknik som radikalt änd-rar de ”tekniska spelreglerna” – det som i USA brukar kallas ”transformational technology”. Låt oss kalla sådan teknik för ”spelregelbrytande” teknik.

Spelregelbrytande teknik. Till ganska nyligen hade varken NASA eller ESA resurser för utveckling av verkligt spelregelbrytande teknik. Men USA:s flygvapen har starka sådana ambitioner och motsva-rande resurser till sitt förfogande (Här hemma har vi t.ex. hört talas om satsningen på Plug & Play-satelliter).

Man kan fråga sig om president Obamas ändrade inriktning av NASA syftar att ge organisationen en liknande spjutspetsroll. Vad gör ESA? Inte så väldigt mycket i den riktningen och ny teknik kommer sällan direkt ur ESA:s kontor utan snarare från forskare, ingenjörer och enskilda företag i medlems-länderna. ”Spelregelbrytande” teknik har därför stor potential för att tillhandahålla ”teknikknuff” och nya affärsmöjligheter för svenska rymdföretag – om vi satsar på det! Alternativet är att svenska rymdföretag köps av utlänningar och förvisas till blygsamma roller långt ned i ”näringskedjan”.

Arbetar vi på någon “spelregelbrytande” teknik inom svensk rymdverksamhet?

  • Jo, det förekommer, men i blygsam skala, t.ex.:
    Mikrosystemteknik i rymden (MEMS) för mikromekaniska system och tätpackning av elektronik
  • ”Grönt” drivmedel för satelliter
  • Elektrisk framdrivning i rymden med hög dragkraft.
  • Radiometrar för klimatövervakning

Enligt min åsikt är det sådan “spelregelbrytande” rymdteknik som vi borde satsa en avsevärd del av de tillgängliga offentliga medlen på. Vi skall naturligtvis inte ge upp att leverera till de stora europeiska infrastrukturprojekten, men vi bör absolut ändra balansen i den offentliga rymdsatsningen. Men vi kan inte lita på att ESA skall tillhandahålla ledarskapet I detta avseende – och om så skedde så skul-le de stora länderna diktera villkoren. Små länder som Sverige skulle inte gynnas på något som helst automatiskt sätt. Att ha tillgång till unik teknik är enligt min åsikt också enda chansen att göra sig gällande I EU-finansierade projekt där garanterad industriretur inte finns och där de stora länderna totalt kan dominera och armbåga ut företag från småländer.

Men hur skall vi organisera oss för att ta fram “spelregelbrytande” teknik? För det första behöver vi formulera en tydlig vision för Sveriges framtida rymdverksamhet.
Näringsdepartementet har inte formulerat en sådan vison – den verkar förvänta sig att deras myn-dighet – Rymdstyrelsen – gör det, men Rymdstyrelsen säger att det inte är deras jobb – de arbetar bara på en "intern strategi”. Förvirrad? Jag också!

Vem kan hjälpa departement och myndighet formulera en sådan vision? Kanske en kombination av de bästa resurserna från forskning och industri? Om en sådan vision innehåller en satsning på ”spel-regelbrytande teknik” behövs fler ändringar, t.ex. att stärka den rymdtekniska kompetensen inom departement och myndighet – vi kan då inte längre låta ESA rikta våra rymdtekniska näsor i rätt riktning.

Förresten, nämnde jag att rymdforskare är rymdindustrins bästa partner när det gäller att använda och demonstrera “spelregelbrytande” teknik. Vi bör återupprätta de starka banden mellan rymdforskare och rymdindustri. Och det första projektet i vilket det kan ske? Enkelt: se till att klimatforskningsinstrumentet STEAM-R som kan mäta vattenånga i lägre stratosfären byggs och sänds upp. Det skulle kunna bli en ”spelregelbrytande” svensk insats inom klimatforskningen.

Element i en ny vision för svensk rymdverksamhet. Så här ser således mitt förslag ut:

  • Inrikta svensk offentligt finansierad rymdteknikutveckling mot att radikalt reducera kostnaderna för rymdsystem.
  • Satsa på “spelregelbrytande teknik” som också kan ge Sverige ett mått av “teknikknuff”.

Sven Grahn